表面波等离子体分解四氟化碳的研究
发布时间：2021-04-05 20:58
随着半导体等现代行业的快速发展,四氟化碳由于其稳定的化学性质而被广泛应用,由于能够强烈的吸收红外辐射和极高的稳定性,使得四氟化碳成为一种全球变暖潜力值和生命周期极高的温室气体。具有低能耗和高效率的等离子体处理法被广泛应用于四氟化碳分解中,表面波等离子体的大面积、无极放电、放电容器形状多样等优点使其成为处理四氟化碳的良好方法。设计了一套大面积表面波等离子体反应器,在低气压下激发等离子体用于处理四氟化碳,考察了微波功率、气体流量、氧气比例等影响因素对分解率的影响。使用发射光谱对激发的等离子体进行了分析,对反应出气进行了质谱分析,简单描述了四氟化碳分解的反应机理。研究结果表明,单一四氟化碳的分解率随微波功率的升高而升高,适当提高气体流量可使分解率提高。适宜的添加氧气可促进四氟化碳分解,在输入功率700 W、O2/CF4比例1.5时得到99.91%的分解率和93.56%的碳收率,在出气检测中发现了氧气、一氧化碳和二氧化碳。水蒸气的加入可以进一步促进四氟化碳的分解和碳收率的提高。光谱检测发现了 CF、CF2谱带和FI谱线,添加氧气后发现了一些含氧物种的存在,分析了 CF谱带、FI谱线和OI谱线强...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]The properties of N-doped diamond-like carbon films prepared by helicon wave plasma chemical vapor deposition[J]. 陈佳丽,季佩宇,金成刚,诸葛兰剑,吴雪梅. Plasma Science and Technology. 2019(02)
[2]Development of a helicon-wave excited plasma facility with high magnetic field for plasma-wall interactions studies[J]. 张桂炉,黄天源,金成刚,吴雪梅,诸葛兰剑,吉瀚涛. Plasma Science and Technology. 2018(08)
[3]Mechanism of high growth rate for diamond-like carbon films synthesized by helicon wave plasma chemical vapor deposition[J]. 季佩宇,於俊,黄天源,金成刚,杨燕,诸葛兰剑,吴雪梅. Plasma Science and Technology. 2018(02)
[4]大气压放电等离子体研究进展综述[J]. 李和平,于达仁,孙文廷,刘定新,李杰,韩先伟,李增耀,孙冰,吴云. 高电压技术. 2016(12)
[5]Decomposition of Potent Greenhouse Gases SF6,CF4 and SF5CF3 by Dielectric Barrier Discharge[J]. 张仁熙,王婧婷,曹栩,侯惠奇. Plasma Science and Technology. 2016(04)
[6]微波等离子体与Ag/Al2O3催化剂协同降解CF4的机理[J]. 孙冰,张连政,朱小梅,蔡思萌. 河北大学学报(自然科学版). 2010(05)
[7]CF4在Al2O3基金属氧化物上的分解反应[J]. 范杰,徐秀峰,牛宪军. 物理化学学报. 2008(07)
[8]The Experimental Study on Regenerative Heat Transfer in High Temperature Air Combustion[J]. Li JIA Jianshu LI Department of Power Engineering, School of Mechanical, Electronic and Control Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China Beijing Institute of Civil Engineering & Architecture, Beijing 100044, China. Journal of Thermal Science. 2004(04)
[9]大面积平面表面波等离子体的研究[J]. 欧琼荣,梁荣庆. 真空与低温. 2002(01)
博士论文
[1]液相脉冲放电等离子体制氢特性及其机理研究[D]. 信延彬.大连海事大学 2018
[2]圆柱形介质波导激发表面波等离子体的研究[D]. 吴忠航.复旦大学 2014
[3]常压下微波等离子体处理四氟化碳的研究[D]. 解宏端.大连海事大学 2009
硕士论文
[1]微波ECR化学气相沉积DLC薄膜的研究[D]. 布志威.大连理工大学 2018
[2]微波氩气和四氟化碳等离子体光谱诊断[D]. 彭飞.大连理工大学 2015
[3]催化剂在等离子体去除CF4过程的促进和减排作用[D]. 张连政.大连海事大学 2010
[4]表面波等离子体的实验研究[D]. 梁以资.复旦大学 2008
[5]柱形表面波等离子体基本参数诊断研究[D]. 徐杰.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2007
本文编号：3120091
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．?４?一种ｒｉ＼ＶＰ源??Ｆｉ．?１．３?Ａ?ＨＷＰ?ｓｏｕｒｃｅ??
?大连海事大学专业学位硕士学位论文???高密度，通常使用频率为１？１０?ＧＨｚ的微波源。如图１．５所示［２２］，?ＳＷＰ可以在细长管??体（图１．５ａ）和较大的腔体（图１．５ｂ）中产生，在具有大面积石英介质的较大腔体中可??产生相对于细长管体的大面积平面表面波。??Ｐｕｍｐ?｜?Ｓｌｏｔ?ａｎｔｅｎｎａ??Ｐｌａｓｍａ?Ｓｈｏｒｔ?ｐｌｕｎｇｅｒ?Ｍ、＇??／＾＼??￣Ｉ—?丨??ＭＷ?—?Ｉ?Ｇａｓ?ｉｎｌｅｔ?＾??，?、????１?￣Ｗ?Ｐｌａｓｍａ?Ｓｈｏｒｔ?ｐｌｕｎｇｅｒ??Ｒｅｓｏｎａｎｔ?ｔａｎｋ?ｆ?Ｑｕａｒｔｚ??个?Ｇａｓ?ｉｎｌｅｔ?１?Ｐｕｍｐ??（ａ）?（ｂ）??图１．５?ＳＷＰ设备示意图??Ｆｉｇ．?１．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＳＷＰ??Ｋａｌｉｔａ?Ｇ等［２３Ｉ使用低流量的ＣＦ４在低温下通过ＳＷＰ技术进行了多壁碳纳米管氟化??处理。￡啪１１１１〇５等［２４］研究了由表面波驱动的氢等离子体产生的真空紫外光，通过ＯＥＳ??发现了?Ｌｙｍａｎ?Ｈ２?（Ｂｔ，－?Ｘ１！；／）和?Ｗｅｒｎｅｒ?Ｈ２?（ＣｉＲ，?－?ＸＳ／）分子谱带、Ｌｙｍａｎ－ｃｘ?（１２１．６??ｎｍ）和Ｌｙｍａｎ－Ｐ?（１０２．６?ｎｍ）原子谱线。ｄｅ?ｌａ?Ｆｕｅｎｔｅ?Ｊ?Ｆ等［２５］使用ＳＷＰ设备进行了逆水煤??气反应实验，通过建模研宄了?ＳＷＰ相关参数；在微波功率１５０Ｗ、压力２５００Ｐａ、总气??量０．４Ｌ／ｍｉｎ、进料（Ｈ２和Ｃ０２）摩尔比为３时得到了最高８０％的Ｃ０２转化率，ＣＯ的选??择性接近１００％。Ｃｈｅｎ：Ｇ等［２６］使用氩等离子体制备了?ＮｉＯ／Ｔｉ〇２催
?大连海事大学专业学位硕士学位论文???高密度，通常使用频率为１？１０?ＧＨｚ的微波源。如图１．５所示［２２］，?ＳＷＰ可以在细长管??体（图１．５ａ）和较大的腔体（图１．５ｂ）中产生，在具有大面积石英介质的较大腔体中可??产生相对于细长管体的大面积平面表面波。??Ｐｕｍｐ?｜?Ｓｌｏｔ?ａｎｔｅｎｎａ??Ｐｌａｓｍａ?Ｓｈｏｒｔ?ｐｌｕｎｇｅｒ?Ｍ、＇??／＾＼??￣Ｉ—?丨??ＭＷ?—?Ｉ?Ｇａｓ?ｉｎｌｅｔ?＾??，?、????１?￣Ｗ?Ｐｌａｓｍａ?Ｓｈｏｒｔ?ｐｌｕｎｇｅｒ??Ｒｅｓｏｎａｎｔ?ｔａｎｋ?ｆ?Ｑｕａｒｔｚ??个?Ｇａｓ?ｉｎｌｅｔ?１?Ｐｕｍｐ??（ａ）?（ｂ）??图１．５?ＳＷＰ设备示意图??Ｆｉｇ．?１．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＳＷＰ??Ｋａｌｉｔａ?Ｇ等［２３Ｉ使用低流量的ＣＦ４在低温下通过ＳＷＰ技术进行了多壁碳纳米管氟化??处理。￡啪１１１１〇５等［２４］研究了由表面波驱动的氢等离子体产生的真空紫外光，通过ＯＥＳ??发现了?Ｌｙｍａｎ?Ｈ２?（Ｂｔ，－?Ｘ１！；／）和?Ｗｅｒｎｅｒ?Ｈ２?（ＣｉＲ，?－?ＸＳ／）分子谱带、Ｌｙｍａｎ－ｃｘ?（１２１．６??ｎｍ）和Ｌｙｍａｎ－Ｐ?（１０２．６?ｎｍ）原子谱线。ｄｅ?ｌａ?Ｆｕｅｎｔｅ?Ｊ?Ｆ等［２５］使用ＳＷＰ设备进行了逆水煤??气反应实验，通过建模研宄了?ＳＷＰ相关参数；在微波功率１５０Ｗ、压力２５００Ｐａ、总气??量０．４Ｌ／ｍｉｎ、进料（Ｈ２和Ｃ０２）摩尔比为３时得到了最高８０％的Ｃ０２转化率，ＣＯ的选??择性接近１００％。Ｃｈｅｎ：Ｇ等［２６］使用氩等离子体制备了?ＮｉＯ／Ｔｉ〇２催
【参考文献】：
期刊论文
[1]The properties of N-doped diamond-like carbon films prepared by helicon wave plasma chemical vapor deposition[J]. 陈佳丽,季佩宇,金成刚,诸葛兰剑,吴雪梅. Plasma Science and Technology. 2019(02)
[2]Development of a helicon-wave excited plasma facility with high magnetic field for plasma-wall interactions studies[J]. 张桂炉,黄天源,金成刚,吴雪梅,诸葛兰剑,吉瀚涛. Plasma Science and Technology. 2018(08)
[3]Mechanism of high growth rate for diamond-like carbon films synthesized by helicon wave plasma chemical vapor deposition[J]. 季佩宇,於俊,黄天源,金成刚,杨燕,诸葛兰剑,吴雪梅. Plasma Science and Technology. 2018(02)
[4]大气压放电等离子体研究进展综述[J]. 李和平,于达仁,孙文廷,刘定新,李杰,韩先伟,李增耀,孙冰,吴云. 高电压技术. 2016(12)
[5]Decomposition of Potent Greenhouse Gases SF6,CF4 and SF5CF3 by Dielectric Barrier Discharge[J]. 张仁熙,王婧婷,曹栩,侯惠奇. Plasma Science and Technology. 2016(04)
[6]微波等离子体与Ag/Al2O3催化剂协同降解CF4的机理[J]. 孙冰,张连政,朱小梅,蔡思萌. 河北大学学报(自然科学版). 2010(05)
[7]CF4在Al2O3基金属氧化物上的分解反应[J]. 范杰,徐秀峰,牛宪军. 物理化学学报. 2008(07)
[8]The Experimental Study on Regenerative Heat Transfer in High Temperature Air Combustion[J]. Li JIA Jianshu LI Department of Power Engineering, School of Mechanical, Electronic and Control Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China Beijing Institute of Civil Engineering & Architecture, Beijing 100044, China. Journal of Thermal Science. 2004(04)
[9]大面积平面表面波等离子体的研究[J]. 欧琼荣,梁荣庆. 真空与低温. 2002(01)
博士论文
[1]液相脉冲放电等离子体制氢特性及其机理研究[D]. 信延彬.大连海事大学 2018
[2]圆柱形介质波导激发表面波等离子体的研究[D]. 吴忠航.复旦大学 2014
[3]常压下微波等离子体处理四氟化碳的研究[D]. 解宏端.大连海事大学 2009
硕士论文
[1]微波ECR化学气相沉积DLC薄膜的研究[D]. 布志威.大连理工大学 2018
[2]微波氩气和四氟化碳等离子体光谱诊断[D]. 彭飞.大连理工大学 2015
[3]催化剂在等离子体去除CF4过程的促进和减排作用[D]. 张连政.大连海事大学 2010
[4]表面波等离子体的实验研究[D]. 梁以资.复旦大学 2008
[5]柱形表面波等离子体基本参数诊断研究[D]. 徐杰.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2007
本文编号：3120091
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